L'évolution des espèces

Cette histoire n'est ni linéaire ni orientée : des lignées se diversifient, d'autres s'éteignent. Plus de 99 % des espèces ayant existé ont disparu. Cinq grandes crises biologiques ont chacune éliminé la majorité des espèces, suivies de diversifications rapides des survivants : les mammifères, discrets pendant 150 millions d'années, se sont diversifiés après la disparition des dinosaures non aviens.

Un fossile est un reste (os, coquille, dent, bois) ou une trace (empreinte, terrier) d'être vivant conservé dans une roche sédimentaire. La fossilisation est rare : il faut un enfouissement rapide, à l'abri des charognards et de l'oxygène. Les archives sont donc incomplètes, mais elles racontent trois choses :

• La succession des faunes et des flores : dans des couches non déformées, la plus profonde est la plus ancienne (datation relative). Les trilobites ne se trouvent jamais avec les mammifères.
• Des espèces disparues qui ressemblent aux actuelles sans être identiques : la vie a changé.
• Des formes intermédiaires qui combinent les caractères de deux groupes actuels.

Pour reconstituer l'arbre, on compare des caractères et on regroupe les espèces qui partagent un caractère hérité d'un ancêtre commun.

On obtient des groupes emboîtés : vertébrés ⊃ tétrapodes ⊃ amniotes ⊃ mammifères. Chaque groupe correspond à un ancêtre commun et à tous ses descendants ; l'arbre qui en découle est un arbre phylogénétique.

Des organes sont homologues lorsqu'ils ont la même organisation, hérités d'un même ancêtre, même si leur fonction diffère. Le membre antérieur des tétrapodes est bâti sur le même plan : un humérus, puis radius et ulna, puis les os du poignet, puis des doigts. L'aile de la chauve-souris, la nageoire de la baleine, la patte du cheval et le bras humain sont le même membre, modifié.

En 1859, Charles Darwin publie L'Origine des espèces et propose un mécanisme, la sélection naturelle, fondé sur trois constats :

1. Dans une population, les individus varient (taille, couleur, résistance…), et une partie de ces variations est héréditaire (on sait aujourd'hui qu'elles viennent des mutations de l'ADN, apparues au hasard).
2. Il naît plus d'individus que le milieu ne peut en nourrir : tous ne survivent pas, tous ne se reproduisent pas.
3. Les individus dont les caractères conviennent le mieux au milieu laissent plus de descendants : leurs allèles deviennent plus fréquents. Génération après génération, la population change.

La spéciation est la naissance de deux espèces à partir d'une seule. Le scénario le plus fréquent :

1. Une population est séparée en deux par une barrière : bras de mer, chaîne de montagnes, canyon, nouveau régime alimentaire.
2. Chaque moitié accumule ses propres mutations et subit sa propre sélection (milieux différents) : elles divergent.
3. Si elles se retrouvent, elles ne peuvent plus se croiser (périodes de reproduction, chants, formes, gamètes incompatibles) : l'isolement reproductif est acquis. Deux espèces existent.

L'être humain est un primate. Son plus proche cousin vivant est le chimpanzé : nos deux lignées se sont séparées il y a environ 7 millions d'années. L'humain ne « descend » donc pas du chimpanzé ; tous deux descendent d'un ancêtre commun, qui n'était ni l'un ni l'autre.

Plusieurs espèces humaines ont coexisté : il y a 50 000 ans vivaient encore sapiens, Néandertal, Denisova et Homo floresiensis. La lignée humaine est un buisson, pas une échelle qui monterait « du singe à l'homme ». Les caractères qui nous définissent (bipédie permanente, gros cerveau, langage, culture) sont apparus à des moments différents, la bipédie bien avant le cerveau.